忽必烈是大元朝的开创者，成吉思汗是大蒙古帝国的开创者，两人是祖孙关系，成吉思汗铁木真是祖父，忽必烈是孙子。成吉思汗铁木真有四个嫡子，分别是术赤、察合台、窝阔台、拖雷，其中老儿子拖雷就是忽必烈的父亲。拖雷也有四个嫡子，分别是蒙哥、忽必烈、旭烈兀、阿里不哥，忽必烈排行第二。按照蒙古旧俗，成吉思汗是要把家业传给老儿子拖雷的，但是，成吉思汗又不愿意受旧制度的束缚，就在生前指定三儿子窝阔台做自己的继承人。
但是，铁木真的一个决定最终为蒙古帝国的分崩离析埋下了伏笔。在遵循蒙古“幼子守灶”旧俗的同时，铁木真又学着中原王朝玩起了立储、指定嫡出第三子窝阔台为汗位继承人。接下来麻烦就大了！铁木真去世之后，窝阔台继承了蒙古大汗之位，但是铁木真原来的领地、百姓、军队、财产却被划到了拖雷名下！一时间，拖雷的势头甚至盖过了新老板窝阔台。因为蒙古帝国初期保留了许多原始社会、奴隶社会的残余，新任蒙古帝国大汗必须经过忽里台大会的最终确认才能作数。
拖雷监国2年病逝，窝阔台正式继位；窝阔台在位时曾指定第三子阔出的儿子失烈门为汗位继承人。1241年窝阔台去世，乃马真后擅自夺取了国家政权史称“乃马真摄政”，等其子贵由归国后通过忽里台大会即位；1248年贵由死后虽然其皇后海迷失后在拔都（术赤之嫡次子）等诸王拥立下垂帘听政，不过没多久拖雷长子蒙哥被推举为大汗，蒙古汗位转入拖雷一系。蒙哥在1259年死于合川东钓鱼山下，其弟忽必烈和阿里不哥争位，各自为汗。当时钦察汗国、察合台汗国、窝阔台汗国都支持阿里不哥，唯有伊尔汗国支持忽必烈。阿里不哥争位失败后，蒙古走向分裂，再也没有统一的政权了。从此各兄弟汗国各自为政，可以说忽必烈算是蒙古走向分裂的罪人。
拖雷的嫡子有蒙哥、忽必烈、旭烈兀、阿里不哥四人。汗位归属又成了一个谜，最终通过战争，忽必烈因为得到了旭烈兀的支持，最终登上汗位，并且建立了元朝。但是，在实际上导致了四大汗国的分裂，只能保持表面上的统一。当然了，元世祖忽必烈真的是成吉思汗的孙子，这点毫无疑问。
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